同軸電纜(Coaxial Cable)是指有兩個同心導(dǎo)體，而導(dǎo)體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。同軸電纜可用于模擬信號和數(shù)字信號的傳輸，適用于各種各樣的應(yīng)用，其中最重要的有電視傳播、長途電話傳輸、計算機系統(tǒng)之間的短距離連接以及局域網(wǎng)等。
同軸電纜可分為兩種基本類型，基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜 。
基帶同軸電纜
基帶同軸電纜的屏蔽層通常是用銅做成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其特征阻抗為50Ω。該電纜用于傳輸數(shù)字信號，常用的型號一般有RG-8(粗纜)和RG-58(細纜)。粗纜與細纜最直觀的區(qū)別在于電纜直徑不同。粗纜適用于比較大型的局部網(wǎng)絡(luò)，它的標(biāo)準(zhǔn)距離長，可靠性高；但是粗纜網(wǎng)絡(luò)必須安裝收發(fā)器和收發(fā)器電纜，安裝難度也大，因此總體造價高。相反，細纜則比較簡單，造價較低；但由于安裝過程中要切斷電纜，因而當(dāng)接頭較多時容易產(chǎn)生接觸不良的隱患。
無論是使用粗纜還是細纜連接的網(wǎng)絡(luò)，故障點往往會影響到整根電纜上的所有機器，故障的診斷和修復(fù)都很麻煩。因此，基帶同軸電纜已逐步被非屏蔽雙絞線或光纜所取代 [6] 。
寬帶同軸電纜
寬帶同軸電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓而成的，其特征阻抗為75Ω。這種電纜通常用于傳輸模擬信號，常用型號為RG-59，是有線電視網(wǎng)中使用的標(biāo)準(zhǔn)傳輸線纜，可以在一根電纜中同時傳輸多路電視信號。寬帶同軸電纜也可用作某些計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)。
工作原理
同軸電纜由里到外分為四層：中心銅線（單股的實心線或多股絞合線），塑料絕緣體，網(wǎng)狀導(dǎo)電層和電線外皮。中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層形成電流回路。因為中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層為同軸關(guān)系而得名 。
同軸電纜傳導(dǎo)交流電而非直流電，也就是說每秒鐘會有好幾次的電流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
如果使用一般電線傳輸高頻率電流，這種電線就會相當(dāng)于一根向外發(fā)射無線電的天線，這種效應(yīng)損耗了信號的功率，使得接收到的信號強度減小。
同軸電纜的設(shè)計正是為了解決這個問題。中心電線發(fā)射出來的無線電被網(wǎng)狀導(dǎo)電層所隔離，網(wǎng)狀導(dǎo)電層可以通過接地的方式來控制發(fā)射出來的無線電。
同軸電纜也存在一個問題，就是如果電纜某一段發(fā)生比較大的擠壓或者扭曲變形，那么中心電線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層之間的距離就不是始終如一的，這會造成內(nèi)部的無線電波會被反射回信號發(fā)送源。這種效應(yīng)減低了可接收的信號功率。為了克服這個問題，中心電線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層之間被加入一層塑料絕緣體來保證它們之間的距離始終如一。這也造成了這種電纜比較僵直而不容易彎曲的特性。
同軸電纜的屏蔽材料實質(zhì)上主要是對外導(dǎo)體進行改進，從最初的管狀外導(dǎo)體，依次發(fā)展為單層編織、雙層金屬。管狀外導(dǎo)體雖然屏蔽性能非常好，但不易彎曲，使用不方便。單層編織的屏蔽效率最差，雙層編織比一層編織的轉(zhuǎn)移阻抗減少3倍，可見雙層編織的屏蔽效果比單層有了很大的改善。各大同軸電纜制造商都在不斷改進電纜的外導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以保持其性能。
優(yōu)缺點
同軸電纜的優(yōu)點是可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信，而其缺點也是顯而易見的：一是體積大，細纜的直徑就有3/8英寸粗，要占用電纜管道的大量空間；二是不能承受纏結(jié)、壓力和嚴(yán)重的彎曲，這些都會損壞電纜結(jié)構(gòu)，阻止信號的傳輸；最后就是成本高，而所有這些缺點正是雙絞線能克服的，因此在現(xiàn)在的局域網(wǎng)環(huán)境中，基本已被基于雙絞線的以太網(wǎng)物理層規(guī)范所取代。
安裝方法
同軸電纜一般安裝在設(shè)備與設(shè)備之間。在每一個用戶位置上都裝備有一個連接器，為用戶提供接口。接口的安裝方法如下：
(1)細纜：將細纜切斷，兩頭裝上BNC頭，然后接在T型連接器兩端。
(2)粗纜：粗纜一般采用一種類似夾板的Tap裝置進行安裝，它利用Tap上的引導(dǎo)針穿透電纜的絕緣層，直接與導(dǎo)體相連。電纜兩端頭設(shè)有終端器，以削弱信號的反射作用。用于傳輸速率為10Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)。
參數(shù)指標(biāo)
電氣參數(shù)
(1)同軸電纜的特性阻抗：同軸電纜的平均特性阻抗為50±2Ω，沿單根同軸電纜的阻抗的周期性變化為正弦波，中心平均值±3Ω，其長度小于2米。
(2)同軸電纜的衰減：一般指500米長的電纜段的衰減值。當(dāng)用10MHz的正弦波進行測量時，它的值不超過8.5db(17db/公里)；而用5MHz的正弦波進行測量時，它的值不超過6.0db(12db/公里) 。
(3)同軸電纜的傳播速度：需要的最低傳播速度為0.77C(C為光速)。
(4)同軸電纜直流回路電阻：電纜的中心導(dǎo)體的電阻與屏蔽層的電阻之和不超過10毫歐/米(在20℃下測量)。
物理參數(shù)
同軸電纜是由中心導(dǎo)體、絕緣材料層、網(wǎng)狀織物構(gòu)成的屏蔽層以及外部隔離材料層組成。
同軸電纜具有足夠的可柔性，能支持254mm(10英寸)的彎曲半徑。中心導(dǎo)體是直徑為2.17mm±0.013mm的實芯銅線。絕緣材料必須滿足同軸電纜電氣參數(shù)。屏蔽層是由滿足傳輸阻抗和ECM規(guī)范說明的金屬帶或薄片組成，屏蔽層的內(nèi)徑為6.15mm，外徑為8.28mm。外部隔離材料一般選用聚氯乙烯(如PVC)或類似材料。
同軸電纜可分為兩種基本類型，基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜 。
基帶同軸電纜
基帶同軸電纜的屏蔽層通常是用銅做成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其特征阻抗為50Ω。該電纜用于傳輸數(shù)字信號，常用的型號一般有RG-8(粗纜)和RG-58(細纜)。粗纜與細纜最直觀的區(qū)別在于電纜直徑不同。粗纜適用于比較大型的局部網(wǎng)絡(luò)，它的標(biāo)準(zhǔn)距離長，可靠性高；但是粗纜網(wǎng)絡(luò)必須安裝收發(fā)器和收發(fā)器電纜，安裝難度也大，因此總體造價高。相反，細纜則比較簡單，造價較低；但由于安裝過程中要切斷電纜，因而當(dāng)接頭較多時容易產(chǎn)生接觸不良的隱患。
無論是使用粗纜還是細纜連接的網(wǎng)絡(luò)，故障點往往會影響到整根電纜上的所有機器，故障的診斷和修復(fù)都很麻煩。因此，基帶同軸電纜已逐步被非屏蔽雙絞線或光纜所取代 [6] 。
寬帶同軸電纜
寬帶同軸電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓而成的，其特征阻抗為75Ω。這種電纜通常用于傳輸模擬信號，常用型號為RG-59，是有線電視網(wǎng)中使用的標(biāo)準(zhǔn)傳輸線纜，可以在一根電纜中同時傳輸多路電視信號。寬帶同軸電纜也可用作某些計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)。
工作原理
同軸電纜由里到外分為四層：中心銅線（單股的實心線或多股絞合線），塑料絕緣體，網(wǎng)狀導(dǎo)電層和電線外皮。中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層形成電流回路。因為中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層為同軸關(guān)系而得名 。
同軸電纜傳導(dǎo)交流電而非直流電，也就是說每秒鐘會有好幾次的電流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
如果使用一般電線傳輸高頻率電流，這種電線就會相當(dāng)于一根向外發(fā)射無線電的天線，這種效應(yīng)損耗了信號的功率，使得接收到的信號強度減小。
同軸電纜的設(shè)計正是為了解決這個問題。中心電線發(fā)射出來的無線電被網(wǎng)狀導(dǎo)電層所隔離，網(wǎng)狀導(dǎo)電層可以通過接地的方式來控制發(fā)射出來的無線電。
同軸電纜也存在一個問題，就是如果電纜某一段發(fā)生比較大的擠壓或者扭曲變形，那么中心電線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層之間的距離就不是始終如一的，這會造成內(nèi)部的無線電波會被反射回信號發(fā)送源。這種效應(yīng)減低了可接收的信號功率。為了克服這個問題，中心電線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層之間被加入一層塑料絕緣體來保證它們之間的距離始終如一。這也造成了這種電纜比較僵直而不容易彎曲的特性。
同軸電纜的屏蔽材料實質(zhì)上主要是對外導(dǎo)體進行改進，從最初的管狀外導(dǎo)體，依次發(fā)展為單層編織、雙層金屬。管狀外導(dǎo)體雖然屏蔽性能非常好，但不易彎曲，使用不方便。單層編織的屏蔽效率最差，雙層編織比一層編織的轉(zhuǎn)移阻抗減少3倍，可見雙層編織的屏蔽效果比單層有了很大的改善。各大同軸電纜制造商都在不斷改進電纜的外導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以保持其性能。
優(yōu)缺點
同軸電纜的優(yōu)點是可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信，而其缺點也是顯而易見的：一是體積大，細纜的直徑就有3/8英寸粗，要占用電纜管道的大量空間；二是不能承受纏結(jié)、壓力和嚴(yán)重的彎曲，這些都會損壞電纜結(jié)構(gòu)，阻止信號的傳輸；最后就是成本高，而所有這些缺點正是雙絞線能克服的，因此在現(xiàn)在的局域網(wǎng)環(huán)境中，基本已被基于雙絞線的以太網(wǎng)物理層規(guī)范所取代。
安裝方法
同軸電纜一般安裝在設(shè)備與設(shè)備之間。在每一個用戶位置上都裝備有一個連接器，為用戶提供接口。接口的安裝方法如下：
(1)細纜：將細纜切斷，兩頭裝上BNC頭，然后接在T型連接器兩端。
(2)粗纜：粗纜一般采用一種類似夾板的Tap裝置進行安裝，它利用Tap上的引導(dǎo)針穿透電纜的絕緣層，直接與導(dǎo)體相連。電纜兩端頭設(shè)有終端器，以削弱信號的反射作用。用于傳輸速率為10Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)。
參數(shù)指標(biāo)
電氣參數(shù)
(1)同軸電纜的特性阻抗：同軸電纜的平均特性阻抗為50±2Ω，沿單根同軸電纜的阻抗的周期性變化為正弦波，中心平均值±3Ω，其長度小于2米。
(2)同軸電纜的衰減：一般指500米長的電纜段的衰減值。當(dāng)用10MHz的正弦波進行測量時，它的值不超過8.5db(17db/公里)；而用5MHz的正弦波進行測量時，它的值不超過6.0db(12db/公里) 。
(3)同軸電纜的傳播速度：需要的最低傳播速度為0.77C(C為光速)。
(4)同軸電纜直流回路電阻：電纜的中心導(dǎo)體的電阻與屏蔽層的電阻之和不超過10毫歐/米(在20℃下測量)。
物理參數(shù)
同軸電纜是由中心導(dǎo)體、絕緣材料層、網(wǎng)狀織物構(gòu)成的屏蔽層以及外部隔離材料層組成。
同軸電纜具有足夠的可柔性，能支持254mm(10英寸)的彎曲半徑。中心導(dǎo)體是直徑為2.17mm±0.013mm的實芯銅線。絕緣材料必須滿足同軸電纜電氣參數(shù)。屏蔽層是由滿足傳輸阻抗和ECM規(guī)范說明的金屬帶或薄片組成，屏蔽層的內(nèi)徑為6.15mm，外徑為8.28mm。外部隔離材料一般選用聚氯乙烯(如PVC)或類似材料。
此文關(guān)鍵字：同軸電纜
